2026年程序员编程与算法面试笔试题库

2026年程序员编程与算法面试笔试题库一、编程语言基础（15分/题，共2题）（针对国内互联网企业，考察常用编程语言核心基础）1.1题目：阅读以下Java代码，请说明`volatile`关键字在此处的具体作用，并写出修改后代码可能出现的线程安全问题及解决方案。javapublicclassSingleton{privatestaticSingletoninstance;privateSingleton(){}publicstaticSingletongetInstance(){if(instance==null){instance=newSingleton();}returninstance;}}1.2题目：用Python实现一个简单的LRU（LeastRecentlyUsed）缓存，要求支持容量限制，并写出时间复杂度和空间复杂度分析。二、算法设计（20分/题，共2题）（针对美国硅谷企业，考察动态规划与图算法）2.1题目：给定一个由`0`和`1`组成的二维矩阵，找到包含最多`1`的矩形区域。请写出动态规划解法并分析时间复杂度。2.2题目：实现一个无向图的连通分量查找算法，要求使用并查集优化，并说明时间复杂度。三、数据结构（25分/题，共1题）（针对欧洲金融科技企业，考察链表与树）3.1题目：设计一个支持`addFirst`、`addLast`、`removeFirst`、`removeLast`操作的链表，要求所有操作时间复杂度为O(1)。请写出关键代码片段及内存管理注意事项。四、编程语言进阶（15分/题，共2题）（针对日本科技企业，考察C++内存管理）4.1题目：用C++实现一个模板类`ArrayStack`，要求支持异常处理（如栈满/空）。请写出关键代码及RAII智能指针的应用场景。4.2题目：解释C++中的右值引用（`&&`）与移动语义，并举例说明如何优化临时对象的性能。五、系统设计（30分/题，共1题）（针对香港跨境支付场景，考察分布式缓存）5.1题目：设计一个高并发的分布式缓存系统，要求支持数据分片、故障转移和热点数据预加载。请写出架构图及关键技术选型。答案与解析1.1答案：-`volatile`作用：确保`instance`的读写操作直接从主内存中获取，防止指令重排导致初始化顺序问题。-线程安全问题：在多线程环境下，`instance`可能被多个线程同时访问，导致初始化多次。-解决方案：使用双重检查锁模式（DCL）：javapublicstaticSingletongetInstance(){if(instance==null){synchronized(Singleton.class){if(instance==null){instance=newSingleton();}}}returninstance;}1.2答案：pythonclassLRUCache:def__init__(self,capacity:int):self.capacity=capacityself.cache={}self.order=collections.OrderedDict()defget(self,key:int)->int:ifkeynotinself.cache:return-1self.order.move_to_end(key)returnself.cache[key]defput(self,key:int,value:int)->None:ifkeyinself.cache:self.order.move_to_end(key)self.cache[key]=valueself.order[key]=Noneiflen(self.order)>self.capacity:oldest_key=next(iter(self.order))delself.cache[oldest_key]delself.order[oldest_key]-复杂度分析：时间复杂度：`O(1)`；空间复杂度：`O(capacity)`2.1答案：pythondefmaximalRectangle(matrix):ifnotmatrix:return0n,m=len(matrix),len(matrix[0])height=[0](m+1)max_area=0foriinrange(n):forjinrange(m):height[j]=height[j]+1ifmatrix[i][j]=='1'else0stack=[-1]forjinrange(m+1):whileheight[j]<height[stack[-1]]:h=height[stack.pop()]w=j-stack[-1]-1max_area=max(max_area,hw)stack.append(j)returnmax_area-复杂度分析：时间复杂度：`O(nm)`；空间复杂度：`O(m)`2.2答案：javaclassUnionFind{int[]parent;int[]rank;publicUnionFind(intn){parent=newint[n];rank=newint[n];for(inti=0;i<n;i++){parent[i]=i;}}publicintfind(intx){if(parent[x]!=x){parent[x]=find(parent[x]);}returnparent[x];}publicvoidunion(intx,inty){intfx=find(x),fy=find(y);if(fx==fy)return;if(rank[fx]<rank[fy]){parent[fx]=fy;}elseif(rank[fx]>rank[fy]){parent[fy]=fx;}else{parent[fy]=fx;rank[fx]++;}}}-复杂度分析：时间复杂度：`O(α(n))`（几乎为`O(1)`），空间复杂度：`O(n)`3.1答案：cpptemplate<typenameT>classNode{public:Tval;Node<T>next;Node(Tx):val(x),next(nullptr){}};template<typenameT>classArrayDeque{private:Node<T>head;Node<T>tail;intsize;intcapacity;public:ArrayDeque(intcap):capacity(cap),size(0),head(nullptr),tail(nullptr){}voidaddFirst(Tx){if(size==capacity)throwstd::exception("Dequefull");Node<T>newNode=newNode<T>(x);if(head==nullptr){head=tail=newNode;}else{newNode->next=head;head=newNode;}size++;}//...其他方法类似实现...};-内存管理：使用智能指针（如`std::unique_ptr`）自动释放资源，避免内存泄漏。4.1答案：cpptemplate<typenameT>classArrayStack{private:std::vector<T>data;public:voidpush(Tx){if(data.size()==capacity())throwstd::exception("Stackfull");data.push_back(x);}Tpop(){if(empty())throwstd::exception("Stackempty");Tret=data.back();data.pop_back();returnret;}//...其他方法...private:intcapacity()const{return1000;}boolempty()const{returndata.empty();}};-RAII应用：在构造函数中申请资源，在析构函数中释放，如数据库连接、文件句柄等。4.2答案：右值引用允许直接操作临时对象，通过移动语义避免不必要的拷贝：cppclassMyString{private:chardata;size_tlength;public:MyString(constchars):length(strlen(s)),data(newchar[length+1]){strcpy(data,s);}MyString(MyString&&other)noexcept:data(other.data),length(other.length){other.data=nullptr;other.length=0;}MyString&operator=(MyString&&other)noexcept{if(this!=&other){delete[]data;data=other.data;length=other.length;other.d